Szóval, van itt valami vad gondolat, amin érdemes elmerengeni.
Képzeld el a következőt: tartasz egy atomot – egyetlen, pici atomot –, és megteszel valamit, hogy egyszerre két helyen létezzen. Ez a kvantum-szuperpozíció, és ez egyike azoknak a dolgoknak, amelyek teljesen őrültnek tűnnek, amíg nem emlékszel vissza, hogy az atomok valójában ezt csinálják állandóan, amikor nem figyelsz rájuk.
Most engedd el.
Mi történik?
Pont ezt tesztelte most egy fizikusokból álló csapat, és őszintén? A válasz, amelyet találtak, egyszerre magától értetődő és abszolút lenyűgöző.
A fizika két királya (akik nem jönnek ki egymással)
Hadd bontsam le, miért fontos ez a kísérlet, mert a tudomány két legnagyobb dobása nem tud együttműködni.
Az egyik oldalon ott van a kvantummechanika – az az elmélet, amely leírja, hogyan viselkednek az atomok és a parányi részecskék. Furcsa, ellentmond a józan észnek, és gyönyörűen működik. A részecskék egyszerre lehetnek több állapotban. Alagutakat fúrhatnak át falakon. Olyan módon kapcsolódhatnak össze, ami még Einsteint is zavarba hozta (ő híresen „szellemi távolhatásnak” nevezte).
A másik oldalon ott van Einstein gravitációs elmélete – az általános relativitáselmélet. Ez az az elmélet, amely megmagyarázza, miért esnek le a dolgok, hogyan keringenek a bolygók, és miért telik az idő másképp attól függően, milyen gyorsan mozogsz, vagy milyen közel vagy egy hatalmas tömegű objektumhoz. Elegáns, számtalanszor igazolták, és az univerzumot kozmikus léptékben írja le.
Íme a probléma: e két elmélet utálja egymást.
Vagyis ténylegesen nem utálják egymást – ez hülyeség lenne –, de a fizikusok közel egy évszázadot töltöttek azzal, hogy egyetlen egységes elméletté ötvözzék őket, és eddig senkinek sem sikerült. Mindkettő tökéletesen működik a saját területén, de abban a pillanatban, amikor mindkettőt egyszerre próbálod alkalmazni, a dolgok összeomlanak.
Olyan, mint két barát, akik egyenként nagyszerűek, de teljes katasztrófává válnak, amikor ugyanabban a szobában vannak.
Tehát mit is csináltak ezek a tudósok?
A Science Advances folyóiratban megjelent kísérletet a Negevi Ben-Gurion Egyetem, az Ulmi Egyetem és az Oxfordi Egyetem kutatói vezették – köztük a legendás Roger Penrose, aki szó szerint Nobel-díjat nyert fizikai munkásságáért.
Amit építettek, azt Kvantum Galileo-interferométernek hívják. Tudom, tudom – ez sok bonyolult szó. De itt az egyszerű változat:
Rubídiumatom-felhőket vettek (szuper hidegeket, közel az abszolút nullához), és minden atom kvantumhullámát két külön útvonalra osztották. Az egyik útvonal a helyén maradt, gondosan szabályozott mágneses mezőkkel rögzítve. A másik útvonalat szabadon engedték esni, mint egy labdát, amelyet feldobtál a levegőbe.
Aztán – itt jön a menő rész – újraegyesítették ezt a két útvonalat, és figyelték, hogyan interferálnak egymással a hullámok.
Gondolj úgy, mintha két kavicsot ejtenél egy tóba kissé eltérő időpontokban, és figyelnéd, hogyan hatnak egymásra a fodrozódások. Ezen fodrozódások különbsége elárul valamit arról, mi történt minden egyes kaviccsal a kis útja során.
Az ekvivalenciaelv kvantumfrissítést kap
Nos, itt tér vissza a képbe Einstein